HDMI显示器的热插拔检测(HPD)电路设计

下面讲述的是HDMI显示器上的HPD原理电路，平时设计主板的时候只需要连接上(注意单向导通方向)就可以。

HPD：Hot Plug Detection，简称热插拔检测。标准HDMI接口的第19pin的功能就是热插拔检测HPD，这个信号作为HDMI发送器判断是否连接HDMI显示设备进行信号传输的依据。

上图是HDMI显示器的接口电路。当显示器和主机连接时，主机供电给显示器的18pin——HDMI_A_5V，此时该引脚有5V电压。HPA_A/INT2要分两种情况讨论：

1.显示器开启;此时VCC_3V3是有电压的，即Q3导通，Q2截止。因为HPA_A/INT2通过1k上拉到5V，因此该引脚为高电平。

2.显示器关闭;此时VCC_3V3没有电压的，即Q3截止，Q2导通，HPA_A/INT2接地，故HPA_A/INT2是低电平。

当主机检测到HPA_A/INT2是高电平时，主机会通过数据通道DDC(DDC I2C总线)读取显示器存储器的EDID数据(扩展显示器识别数据)，如果检测到显示器的工作模式范围与显卡相适应，则主机系统可以激活显卡 TMDS信号发送电路(数字视频信号发送电路)。

HPD电压要求：

当HPD引脚电压大于2V时，判断显示器与主机连接：当检测到HPD引脚电压小于0.8V时，则判断显示器与主机连接已经断开。

总结：

第一步：主板上的HPD默认是低电平，主板通过接口给显示器供5V电;

第二步分两种情况：一是显示器开机：开机后输出HPD信号为高电平;

二是显示器关机：HPD输出低电平;

第三步：主板接收到HPD信号后，机会通过数据通道DDC(DDC I2C总线)读取显示器存储器的EDID数据(扩展显示器识别数据)，如果检测到显示器的工作模式范围与显卡相适应，则主机系统可以激活显卡 TMDS信号发送电路(数字视频信号发送电路)。

DDC通道(I2C)

DCC：Display Data Channel。作用：告诉主机，显示器的生产厂商、生产日期、支持分辨率等信息。目的：实现即插即用。

EDID(Extended Display Identification DATA，即扩展显示识别数据)，最初是为PC显示器设置的优化显示格式而设计的规范，存储在显示器专用的1Kb的EEROM存储器中(即EDID数据结构是128Bytes)。

HDMI接口在数字电视中的EDID数据结构，与PC显示器的最大区别是编程数据可以是128Byte的倍数，它不仅规定数字电视显示的格式，也规定数字视频信号和数字音频信号，基本的128Byte以外的数据都是附加数据，在基本数据的第127个字节定义EDID的附加数据块数量。

CEC信号

CEC：Consumer Electronics Control，消费类电子控制。通过CEC信号让用户可以控制HDMI接口上所连接的装置。如单键播放(One Touch Play)，系统待机(System Standby)。即是如果用户将影碟放进蓝光播放器时，电视会由于CEC信号的通知而自动开机，然后视频通道亦会自动切换到播放器连接的通道上。而当用户关掉电视时，CEC信号亦会通知HDMI相连接的装置一同进入待机。由于这样，所以就可以完全变成单一遥控器控制所有HDMI连接的装置。

综上所述，当HDMI线插到设备后，HPD引脚会被拉高，发送信号端检测到这个高电平信号后才会发送HDMI信号。当HDMI传输高速数字信号时，为了支持较高的传输速度，发送器与接收器的芯片都会采用抗静电技术保护电路。但一些技术不过关或偷工减料的HDMI传输线，由于没有合理的防静电设计或者是绝缘性能处理不科学，就容易导致产生热插拔损坏设备的情况发生。所以，选购专业光纤线品牌产品很关键。

审核编辑：汤梓红